Galaxy evolution in dense environments observed by the IFS MUSE, a kinematic approach

par Valentina Luisa Abril Melgarejo

Thèse de doctorat en Physique et sciences de la matière. Astrophysique et cosmologie

Sous la direction de Philippe Amram et de Benoît Epinat.

Soutenue le 19-10-2020

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille) , en partenariat avec Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) (laboratoire) .

Le président du jury était Véronique Buat.

Le jury était composé de Bernd Vollmer, Claudia Lucia Mendes de Oliveira.

Les rapporteurs étaient Mathieu Puech, Laurence Tresse.

mots clés

• Évolution des galaxies
• Dynamique des galaxies
• Gaz ionisé
• Redshift intermédiaire
• Échantillons IFS
• Analyse morpho-cinématique
• Astrophysique
• Galaxies -- Évolution
• Halos galactiques
• Cinématique
• Baryons
• Régions H II (astrophysique)

Titre traduit

Evolution des galaxies dans des environnements denses observées par l'instrument MUSE, une approche cinématique

Résumé

Les galaxies se forment et évoluent dans différents environnements, façonnées par la distribution des halos de matière noire. L'évolution des galaxies dans les environnements à faible densité (EFD) diffère considérablement de celles des structures denses (SD), où les facteurs environnementaux réduisent la teneur en gaz en éteignant leur TFE plus tôt que leurs homologues isolées. Le but de ce travail est d'étudier la Relation Tully Fisher (RTF) des galaxies en groupes à z intermédiaires. Cette relation fournit des informations clés sur le support dynamique, ainsi que sur la formation et l'état évolutif des galaxies. L'avènement de puissants instruments IFS comme MUSE, permet d'effectuer des études spatialement résolues à z intermédiaires. Cette recherche est basée sur l'exploitation d'un échantillon unique de 12 groupes de galaxies sélectionnés de l'enquête GTO MUSE gAlaxy Groups In Cosmos (MAGIC), à 0,3 <z<0,8. La cinématique a été extraite à l'aide du doublet [OII]. Une décomposition disque-bulbe et une modélisation cinématique 2D ont été appliquées pour récupérer la V max (2,2 Rd), le sigma intrinsèque et la masse dynamique. J'ai effectué une sélection d'échantillons en fixant des limites sur la résolution spatiale et sur le RSB, notre méthode réduit le nombre de galaxies dominées par le sigma. J'ai trouvé que les fractions de masse stellaire et baryonique augmentent avec la masse stellaire, et un décalage du z0 de la RTF entre différents environnements qui implique que les galaxies dans des SD tournent plus vite que dans des EFD. L'évolution du TFR en milieu dense pourrait être due à une combinaison d'extinction du FE et de contraction du contenu baryonique

mots clés

• Galaxy evolution
• Galaxy dynamics
• Ionized gas
• Intermediate redshift
• IFS samples
• Kine-Morpho analysis

Résumé

Galaxies form and evolve in different environments, shaped by the distribution of dark matter halos. The evolution of galaxies in low-density environments significantly differs from those in dense structures, where environmental drivers reduce the gas content quenching their SFR earlier than their isolated counterparts. The goal of this work is to study the TFR for galaxies at intermediate z groups. This relation provides key information on the dynamical support, and on formation and evolutionary state of galaxies. The advent of powerful IFS instruments like MUSE, allows to perform spatially resolved studies at intermediate redshifts. This research is based on the exploitation of an unique sample of 12 dense galaxy groups selected in the COSMOS field, from the GTO MUSE gAlaxy Groups In Cosmos (MAGIC) Survey, at 0.3<z<0.8. The kinematics was extracted using the [OII] doublet. A bulge-disk decomposition and a 2D kinematic modeling were applied to recover the maximum rotation velocity at 2.2 Rd, the intrinsic sigma and the dynamical mass. I performed a rigorous sample selection in setting limits on the spatial resolution and on the SNR. I compared my results with previous studies in different environments finding our method reduces the outliers in the TFR. I found the stellar and baryon mass fractions increase with stellar mass. I also found a clear offset of the TFR zero-point between different envoronments implying that at fixed stellar mass, galaxies in dense environments rotate faster than in low-density environments. The evolution of the TFR in dense environments could be due to a combination of quenching of SF and of contraction of the baryonic content